EP2524521B1 - Dome-shaped electrodynamic transducer having a floating suspension - Google Patents

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EP2524521B1
EP2524521B1 EP11707443.5A EP11707443A EP2524521B1 EP 2524521 B1 EP2524521 B1 EP 2524521B1 EP 11707443 A EP11707443 A EP 11707443A EP 2524521 B1 EP2524521 B1 EP 2524521B1
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EP
European Patent Office
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transducer
suspension
support
diaphragm
bass
Prior art date
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Not-in-force
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EP11707443.5A
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German (de)
French (fr)
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EP2524521A1 (en
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Yoann Flavignard
Philippe Lesage
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La Manufacture Devialet
Original Assignee
PHL AUDIO
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Filing date
Publication date
Application filed by PHL AUDIO filed Critical PHL AUDIO
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Publication of EP2524521B1 publication Critical patent/EP2524521B1/en
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    • H04R7/16—Mounting or tensioning of diaphragms or cones

Definitions

  • the voice coil is generally fixed on the periphery of an opening made in the center of the membrane.
  • the size and mass of the moving equipment are relatively large, which makes this type of architecture particularly suitable for the production of transducers designed for the reproduction of the bass and the medium, requiring relatively low frequency membrane vibrations, but of great amplitude.
  • a conical diaphragm electrodynamic transducer comprising: a magnetic circuit defining an air gap, a movable assembly comprising a diaphragm having a domed portion and a movable coil integral with the diaphragm and dive into the gap; a support to which the mobile equipment is suspended; a suspension providing the connection between the mobile equipment and the support.
  • This transducer is characterized in that the suspension is floating relative to the support.
  • the support comprises a peripheral groove.
  • the suspension is in the form of a ring whose outer edge is embedded in the groove, and wherein the groove being delimited by two flanges vis-à-vis, the suspension is constrained between the flanges.
  • a lubricant (preferably pasty) may be interposed between the suspension and the support.
  • the invention proposes an acoustic enclosure comprising a transducer or a coaxial loudspeaker system as described above.
  • the magnet 3 is preferably made of a rare earth neodymium-iron-boron alloy, which has the advantage of offering a high energy density (up to 12 times greater than that of a permanent magnet of ferrite barium).
  • the plate 21 extends into the lenticular internal volume delimited by the diaphragm 17 .
  • the plate 21 comprises a peripheral ring rim 26 and a central disc 27 to which is connected the stem 22 .
  • the disc 27 may be pierced with holes 28 whose function is to maximize the volume of air under the diaphragm 17 , so as to reduce the resonant frequency of the moving element 16.
  • the groove 29 separates the rim 26 in two flanges vis-à-vis forming the side walls of the groove 29 , namely a rear flange 31 , bearing against the front face 14 of the core 5 , and a front flange 32.
  • the flanges 31, 32 are connected by a cylindrical core 33 forming the bottom of the groove 29 .
  • the moving element 16 is mounted on the endoskeleton 20 by means of an inner suspension 34 which provides the connection between the diaphragm 17 and the plate 21 .
  • This suspension 34 is in the form of a ring made of a lightweight material, elastic, and non-emissive acoustically (we can choose a porous material for this purpose).
  • This material is preferably resistant to the heat prevailing in the transducer, and its elasticity is chosen so that the resonant frequency of the moving element 16 is lower than the lowest frequency reproduced by the transducer 1 (in this case 500 Hz at 2 kHz).
  • Crosslinked polymer foams for example polyester or melamine
  • the centering of the diaphragm 17 is achieved at the level of the voice coil 18 , which is adjusted with a small clearance on the core 5 and centers itself automatically with respect thereto, since the voice coil 18 , immersed in the magnetic field of the gap 15 , is set in motion by an electric modulation current.
  • the fins 51 do not meet on the axis A2 but stop at an inner end located at a distance from the axis A2 . At their apex, the fins 51 each have a curvilinear edge 53 .
  • the lateral wall 45 of the waveguide 44 is delimited internally by a discontinuous frustoconical front face 54 , distributed over a plurality of angular sectors 55 which extend between the fins 51 .
  • This front face 54 forms a flag primer extending from the inside to the outside and from a rear edge, formed by the petaloid ridge 52 constituting a groove of the flag primer 54 , to a front edge 56 which constitutes a mouth of the primer of Pavilion 54 .
  • the angular sectors 55 of the flag primer 54 are portions of a cone of revolution whose axis of symmetry coincides with the axis A2 , and whose generator is curvilinear (for example according to a circular law, exponential or hyperbolic).
  • the flag primer 54 ensures a continuous adaptation of acoustic impedance between the air environment delimited by the groove 52 and the air medium delimited by the mouth 56 .
  • the bass transducer 62 further comprises a chassis 78 called salad bowl, which includes a base 79 through which the salad bowl 78 is fixed on the magnetic circuit 64 - and more precisely on the front face 75 of the front plate 67 -, a ring 80 by which the transducer 62 is fixed to a supporting structure, and a plurality of branches 81 connecting the base 79 to the ring 80 .
  • the bass transducer 62 further comprises a mobile unit 82 including a membrane 83 and a voice coil 84 comprising a solenoid 85 wound on a cylindrical support 86 integral with the membrane 83 .
  • the compactness of the magnetic circuit 2 (in particular its small thickness) is made possible by the use of a permanent neodymium-iron-boron magnet 3 .
  • a permanent neodymium-iron-boron magnet 3 would have been futile if the diaphragm 17 had been made in a conventional manner, including a peripheral suspension.
  • the respective geometries in particular (but not only) the thicknesses of the magnetic circuits 2 , 64 and the curvature (and consequently the depth) of the membrane 83 , are preferably adapted to allow at least approximate coincidence of the acoustic centers C1 and C2 of the transducers 1 , 62 , such that the temporal offset between the acoustic radiation of the transducers 1 , 62 is imperceptible (this is called temporal alignment of the transducers 1 , 62 ).
  • the system 63 can then be considered as perfectly coherent despite the duality of the sound sources.

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Description

L'invention a trait au domaine de la reproduction sonore au moyen de haut-parleurs, également dénommés transducteurs électrodynamiques ou électroacoustiques, qui assurent une fonction de conversion d'une énergie électrique, généralement délivrée par un amplificateur de puissance, en énergie acoustique.The invention relates to the field of sound reproduction by means of loudspeakers, also called electrodynamic or electroacoustic transducers, which provide a function of converting electrical energy, generally delivered by a power amplifier, into acoustic energy.

L'énergie acoustique est rayonnée par une membrane, dont les déplacements entraînent des variations de pression de l'air environnant, qui se propagent dans l'espace sous forme d'une onde acoustique.The acoustic energy is radiated by a membrane, the displacements of which cause variations in pressure of the surrounding air, which propagate in space in the form of an acoustic wave.

Dans le transducteur électrodynamique du type Rice-Kellog, le plus courant, la membrane est mue par une bobine mobile comprenant un solénoïde parcouru par un courant électrique (issu de l'amplificateur) et plongé dans un entrefer où règne un champ magnétique produit par un aimant permanent. L'interaction entre le courant électrique et le champ magnétique produit une force connue sous le nom de « Force de LAPLACE », qui produit un déplacement de la bobine mobile, laquelle entraîne avec elle la membrane dont les vibrations sont la source du rayonnement acoustique.In the electrodynamic transducer of the Rice-Kellog type, the most common, the membrane is driven by a voice coil comprising a solenoid traversed by an electric current (from the amplifier) and immersed in a gap where there is a magnetic field produced by a permanent magnet. The interaction between the electric current and the magnetic field produces a force known as the "LAPLACE Force", which produces a displacement of the voice coil, which carries with it the membrane whose vibrations are the source of the acoustic radiation.

De nombreuses formes ont été imaginées pour la réalisation des membranes ; les plus courantes sont le cône (dont la génératrice peut être droite ou curviligne) et le dôme, ou une combinaison des deux.Many forms have been devised for the production of membranes; the most common are the cone (whose generator may be straight or curvilinear) and the dome, or a combination of both.

Dans le cas du cône, la bobine mobile est généralement fixée sur le pourtour d'une ouverture pratiquée au centre de la membrane. L'encombrement et la masse de l'équipage mobile sont relativement importants, ce qui rend ce type d'architecture particulièrement adapté à la réalisation des transducteurs conçus pour la reproduction du grave et du médium, nécessitant des vibrations de membrane de fréquence relativement basse, mais de grande amplitude.In the case of the cone, the voice coil is generally fixed on the periphery of an opening made in the center of the membrane. The size and mass of the moving equipment are relatively large, which makes this type of architecture particularly suitable for the production of transducers designed for the reproduction of the bass and the medium, requiring relatively low frequency membrane vibrations, but of great amplitude.

Dans le cas du dôme, la bobine mobile est généralement fixée sur un bord périphérique de la membrane. L'encombrement et la masse de l'équipage mobile peuvent être minimisés, ce qui rend ce type d'architecture particulièrement adapté à la réalisation des transducteurs conçus pour la reproduction de l'aigu, du fait des vibrations de membrane de fréquence élevée et de faible amplitude.In the case of the dome, the voice coil is generally attached to a peripheral edge of the membrane. The size and mass of the moving equipment can be minimized, which makes this type of architecture particularly suitable for the realization of transducers designed for the reproduction of the treble, because of the high frequency membrane vibrations and low amplitude.

Quelle que soit sa forme, la membrane est généralement fixée à un châssis du transducteur, par l'intermédiaire d'une suspension périphérique qui, outre sa fonction primaire de soutien de la membrane, remplit généralement trois fonctions :

  • rappel de la membrane vers une position de repos,
  • production d'un rayonnement acoustique secondaire, qui s'ajoute à celui de la membrane,
  • centrage et guidage axial de l'équipage mobile (comprenant la membrane et la bobine mobile) par rapport à l'entrefer.
Whatever its shape, the membrane is generally attached to a transducer frame, via a peripheral suspension which, in addition to its primary function of supporting the membrane, generally fulfills three functions:
  • returning the membrane to a rest position,
  • production of a secondary acoustic radiation, which is added to that of the membrane,
  • centering and axial guidance of the moving assembly (including the diaphragm and the voice coil) with respect to the gap.

Dans le cas des membranes coniques, du fait des grands débattements de ce type de transducteur, la suspension périphérique n'est généralement pas suffisante pour assurer le guidage de la membrane par rapport à l'entrefer, et on a couramment recours à des dispositifs de centrage complémentaire, par exemple de type spider (cf. par exemple la demande de brevet français FR 2 667 212 au nom de la demanderesse).In the case of conical membranes, because of the large deflections of this type of transducer, the peripheral suspension is generally not sufficient to guide the membrane with respect to the air gap, and it is common practice to complementary centering, for example of the spider type (see, for example, the French patent application FR 2,667,212 in the name of the plaintiff).

Le document US 2005/254682 A1 (MAEKAWA KOJI [JP] ET AL), 17 novembre 2005, décrit lui aussi un transducteur électrodynamique à membrane conique comprenant : un circuit magnétique définissant un entrefer, un équipage mobile comprenant un diaphragme ayant une partie en forme de dôme et une bobine mobile solidaire du diaphragme et plongée dans l'entrefer ; un support auquel est suspendu l'équipage mobile ; une suspension assurant la liaison entre l'équipage mobile et le support. Ce transducteur est caractérisé en ce que la suspension est flottante par rapport au support. Le support comprend une gorge périphérique. Toutefois, la suspension se présente sous forme d'un anneau dont un bord externe est encastré dans la gorge, et dans lequel la gorge étant délimitée par deux flasques en vis-à-vis, la suspension est contrainte entre les flasques.The document US 2005/254682 A1 (MAEKAWA KOJI [JP] ET AL), November 17, 2005, also discloses a conical diaphragm electrodynamic transducer comprising: a magnetic circuit defining an air gap, a movable assembly comprising a diaphragm having a domed portion and a movable coil integral with the diaphragm and dive into the gap; a support to which the mobile equipment is suspended; a suspension providing the connection between the mobile equipment and the support. This transducer is characterized in that the suspension is floating relative to the support. The support comprises a peripheral groove. However, the suspension is in the form of a ring whose outer edge is embedded in the groove, and wherein the groove being delimited by two flanges vis-à-vis, the suspension is constrained between the flanges.

Dans le cas des membranes à dôme, dont les débattements sont bien plus faibles, une unique suspension périphérique est généralement prévue pour assurer conjointement les trois fonctions évoquées ci-dessus. Cette topologie est connue de longue date, cf. par exemple le brevet américain US 2 442 791 (Edward C. Wente / Bell Laboratories)datant de juin 1948. Un exemple plus récent est exposé dans la demande de brevet américain US 2008/0166010 (Stiles et al ).In the case of dome diaphragms, whose deflections are much lower, a single peripheral suspension is generally provided to jointly perform the three functions mentioned above. This topology is known for a long time, cf. for example the US patent US 2,442,791 (Edward C. Wente / Bell Laboratories) dating from June 1948. A more recent example is set out in US patent application US 2008/0166010 (Stiles et al. ).

Il est couramment admis que le centrage de la membrane par rapport à l'entrefer et son guidage axial constituent une fonction essentielle de la suspension. En effet, il est nécessaire d'exclure, ou tout du moins de minimiser, les mouvements transversaux (balancement, tangage) de la membrane, considérés comme des défauts générant des distorsions et des bruits parasites dans le signal sonore émis par celle-ci. En particulier, il arrive que la bobine frotte contre les parois de l'entrefer. Un tel frottement génère de fortes distorsions et bruits parasites, qui rendent inutilisable un tel transducteur.It is generally accepted that the centering of the diaphragm with respect to the gap and its axial guidance constitute an essential function of the suspension. Indeed, it is necessary to exclude, or at least minimize, the transverse movements (rocking, pitching) of the membrane, considered as defects generating distortions and noise in the sound signal emitted by it. In particular, it happens that the coil rubs against the walls of the gap. Such friction generates strong distortions and noise, which render unusable such a transducer.

C'est pourquoi le centrage de l'équipage mobile par rapport à l'entrefer est une opération de montage délicate, qui nécessite la prise en compte de l'ensemble des tolérances de fabrication (notamment du circuit magnétique) et requiert une fixation extrêmement précise de la suspension sur le châssis du transducteur. Une telle opération est délicate à automatiser. Malgré toutes les précautions prises, des cas de frottement de la bobine mobile contre une paroi de l'entrefer peuvent se produire et il est habituel, pour en minimiser la fréquence, de ménager entre la bobine mobile et l'entrefer des jeux de fonctionnement intérieur et extérieur importants, de plusieurs dixièmes de millimètre.This is why the centering of the moving element relative to the air gap is a delicate assembly operation, which requires taking into account all the manufacturing tolerances (in particular of the magnetic circuit) and requires extremely precise fixing. of the suspension on the transducer frame. Such an operation is difficult to automate. Despite all the precautions taken, cases of friction of the voice coil against a wall of the air gap may occur and it is usual, to minimize the frequency, to arrange between the voice coil and the air gap indoor operating games and important outside, several tenths of a millimeter.

Mais tout élargissement de l'entrefer a pour conséquences néfastes :

  • de diminuer, pour un même circuit magnétique, la densité de flux au sein de l'entrefer, ce qui diminue proportionnellement la force motrice communiquée à la bobine mobile et nuit par conséquent au niveau d'efficacité du transducteur,
  • de diminuer la capacité de dissipation de la chaleur produite par effet Joule dans la bobine, en raison de l'épaisseur des lames d'air qui l'entourent et agissent comme des isolants thermiques.
But any widening of the gap has the following negative consequences:
  • to reduce, for the same magnetic circuit, the flux density within the air gap, which proportionally reduces the driving force imparted to the voice coil and consequently reduces the efficiency level of the transducer,
  • to reduce the heat dissipation capacity produced by Joule effect in the coil, due to the thickness of the surrounding air slats and act as thermal insulators.

Une partie des efforts des constructeurs de haut-parleurs est orientée vers la recherche du meilleur compromis entre les tolérances de centrage de l'équipage mobile par rapport à l'entrefer (et donc de dimensionnement et/ou de fixation de la suspension), et les performances acoustiques du transducteur. Comme nous l'avons vu, l'augmentation des premières font diminuer les secondes. Il va de soi que, dans le cadre d'une fabrication industrielle, le choix s'oriente généralement vers une augmentation des tolérances, au détriment des performances acoustiques.Part of the efforts of the loudspeaker manufacturers is directed towards the search for the best compromise between the centering tolerances of the moving equipment with respect to the air gap (and therefore of dimensioning and / or fixing of the suspension), and the acoustic performance of the transducer. As we have seen, the increase of the first ones decrease the seconds. It goes without saying that, in the context of industrial manufacturing, the choice generally tends towards an increase in tolerances, to the detriment of acoustic performance.

Face à cette problématique, la demanderesse a fait le choix inverse, de ne pas sacrifier les performances et de rechercher des solutions pertinentes et rationnelles dans l'architecture même du transducteur.Faced with this problem, the Applicant has made the opposite choice, not to sacrifice performance and seek relevant and rational solutions in the architecture of the transducer itself.

L'invention vise par conséquent à apporter une contribution à la résolution des problèmes évoqués ci-dessus, en particulier en ce qui concerne les transducteurs d'aigu, en apportant des perfectionnements aux transducteurs à dôme permettant notamment de faciliter le montage sans sacrifier les performances acoustiques.The invention therefore aims to make a contribution to the resolution of the problems mentioned above, in particular with regard to the acute transducers, by making improvements to the dome transducers, in particular enabling assembly to be facilitated without sacrificing performance. acoustic.

A cet effet, l'invention propose, selon un premier aspect, un transducteur électrodynamique selon la revendication 1.For this purpose, the invention proposes, according to a first aspect, an electrodynamic transducer according to claim 1.

De la sorte, la fonction de centrage de la suspension disparaît. Celle-ci est procurée directement au niveau de l'entrefer, lorsque la bobine mobile est parcourue par un courant électrique de modulation. Cette architecture rend possible la diminution des jeux de fonctionnement autour de la bobine mobile, au bénéfice du niveau de sensibilité du transducteur.In this way, the centering function of the suspension disappears. This is provided directly at the gap, when the voice coil is traversed by an electric current modulation. This architecture makes it possible to reduce the operating clearances around the voice coil, to the benefit of the sensitivity level of the transducer.

Cette réduction des jeux diminue l'épaisseur des lames d'air entourant le solénoïde, et donc la résistance thermique entre celui-ci et le circuit magnétique. Ceci améliore la dissipation thermique et, par voie de conséquence, permet d'accroître la puissance admissible du transducteur.This reduction of the games decreases the thickness of the air waves surrounding the solenoid, and therefore the thermal resistance between it and the magnetic circuit. This improves heat dissipation and, as a result, increases the allowable power of the transducer.

Selon l'invention, le support comprend une gorge périphérique, et la suspension se présente sous forme d'un anneau dont un bord interne est logé dans la gorge. Un jeu supérieur à 0,1 mm est de préférence ménagé entre la suspension et un fond de la gorge.According to the invention, the support comprises a peripheral groove, and the suspension is in the form of a ring whose inner edge is housed in the groove. A clearance greater than 0.1 mm is preferably provided between the suspension and a bottom of the groove.

Le support comprend par exemple une platine, dans laquelle la gorge périphérique est ménagée, et une tige solidaire de la platine et par laquelle le support est fixé sur le circuit magnétique.The support comprises for example a plate, in which the peripheral groove is formed, and a rod secured to the plate and by which the support is fixed on the magnetic circuit.

Suivant l'invention, la gorge est délimitée par deux flasques en vis-à-vis, entre lesquels la suspension est légèrement précontrainte.According to the invention, the groove is delimited by two flanges vis-à-vis, between which the suspension is slightly prestressed.

La suspension est de préférence réalisée dans une mousse de polymère réticulé, telle que mousse de mélamine.The suspension is preferably made of a cross-linked polymer foam, such as melamine foam.

Selon un mode préféré de réalisation, l'une au moins des parois de l'entrefer est revêtue d'une couche d'un matériau à faible coefficient de frottement, tel que PTFE.According to a preferred embodiment, at least one of the walls of the gap is coated with a layer of a low friction material, such as PTFE.

Par ailleurs, l'entrefer et la bobine mobile sont de préférence dimensionnés de manière que le taux d'occupation de la bobine mobile dans l'entrefer soit supérieur ou égal à 50%.Moreover, the gap and the voice coil are preferably dimensioned so that the occupancy rate of the voice coil in the air gap is greater than or equal to 50%.

Selon un mode de réalisation, le circuit magnétique comprend une pièce polaire, le jeu entre cette pièce polaire et la bobine mobile étant inférieur au dixième de millimètre.According to one embodiment, the magnetic circuit comprises a pole piece, the clearance between this pole piece and the voice coil being less than one-tenth of a millimeter.

Un lubrifiant (de préférence pâteux) peut être interposé entre la suspension et le support.A lubricant (preferably pasty) may be interposed between the suspension and the support.

L'invention propose, selon un deuxième aspect, un système de haut-parleur coaxial à au moins deux voies comprenant un transducteur de grave conçu pour la reproduction du grave et/ou du médium, et un transducteur électrodynamique tel que décrit ci-dessus, conçu pour la reproduction de l'aigu.According to a second aspect, the invention proposes an at least two-channel coaxial loudspeaker system comprising a bass transducer designed for the reproduction of the bass and / or the medium, and an electrodynamic transducer as described above, designed for the reproduction of the treble.

Dans ce système, le transducteur d'aigu peut être monté de manière coaxiale et frontale par rapport au transducteur de grave.In this system, the acute transducer can be mounted coaxially and frontally with respect to the bass transducer.

L'invention propose, selon un troisième aspect, une enceinte acoustique comprenant un transducteur ou un système de haut-parleur coaxial tel que décrits ci-dessus.According to a third aspect, the invention proposes an acoustic enclosure comprising a transducer or a coaxial loudspeaker system as described above.

D'autres objets et avantages de l'invention apparaîtront à la lumière de la description faite ci-après en référence aux dessins annexés dans lesquels :

  • la figure 1 est une vue en coupe montrant un transducteur d'aigu à dôme selon un mode de réalisation de l'invention ;
  • la figure 2 est une vue d'un détail de la figure 1 ;
  • la figure 3 est une vue en coupe, à échelle élargie, d'un détail du transducteur de la figure 1, selon un autre angle de vue ;
  • la figure 4 est une vue en coupe montrant un système de haut-parleur coaxial comprenant un transducteur principal de grave, et le transducteur d'aigu de la figure 1, monté de manière coaxiale et frontale ;
  • la figure 5 est une vue similaire à la figure 4, montrant un système de haut-parleur coaxial comprenant un transducteur principal de grave et un transducteur d'aigu selon une variante de réalisation ;
  • la figure 6 est une vue en perspective montrant une enceinte incluant un système de haut-parleur coaxial tel que représenté sur la figure 4.
Other objects and advantages of the invention will become apparent in the light of the description given hereinafter with reference to the appended drawings in which:
  • the figure 1 is a sectional view showing an acute dome transducer according to an embodiment of the invention;
  • the figure 2 is a view of a detail of the figure 1 ;
  • the figure 3 is a sectional view, on a larger scale, of a detail of the transducer of the figure 1 according to another angle of view;
  • the figure 4 is a sectional view showing a coaxial speaker system comprising a main bass driver, and the high frequency transducer of the figure 1 , mounted coaxially and frontally;
  • the figure 5 is a view similar to the figure 4 , showing a coaxial loudspeaker system comprising a main bass transducer and an acute transducer according to an alternative embodiment;
  • the figure 6 is a perspective view showing a speaker including a coaxial speaker system as shown in FIG. figure 4 .

On a représenté sur les figures 1 à 5, et plus en détail sur les figures 1 à 3, un transducteur électrodynamique 1 adapté à la reproduction des fréquences aiguës, c'est-à-dire des environs de 1 kHz à environ 20 kHz.We have shown on Figures 1 to 5 , and in more detail on the Figures 1 to 3 , an electrodynamic transducer 1 adapted to the reproduction of the high frequencies, that is to say from about 1 kHz to about 20 kHz.

Le transducteur 1 comprend un circuit magnétique 2, qui inclut un aimant permanent 3 annulaire central, pris en sandwich entre deux pièces polaires formant des plaques de champ, à savoir une pièce polaire arrière 4 et une pièce polaire avant 5, fixées sur deux faces opposées de l'aimant 3 par collage.The transducer 1 comprises a magnetic circuit 2 , which includes a central annular permanent magnet 3 , sandwiched between two pole pieces forming field plates, namely a rear pole piece 4 and a front pole piece 5 , fixed on two opposite faces. of the magnet 3 by gluing.

L'aimant 3 et les pièces polaires 4,5 sont symétriques de révolution autour d'un axe A2 commun formant l'axe général du transducteur 1.The magnet 3 and the pole pieces 4 , 5 are symmetrical about a common axis A2 forming the general axis of the transducer 1 .

L'aimant 3 est de préférence réalisé dans un alliage de terre rare néodyme-fer-bore, qui présente l'avantage d'offrir une densité énergétique élevée (jusqu'à 12 fois plus importante que celle d'un aimant permanent de ferrite de baryum).The magnet 3 is preferably made of a rare earth neodymium-iron-boron alloy, which has the advantage of offering a high energy density (up to 12 times greater than that of a permanent magnet of ferrite barium).

Comme cela est bien visible sur la figure 1, la pièce polaire arrière 4, dénommée culasse, est en l'occurrence monobloc, et réalisée en acier doux. Elle présente une forme de coupe à section transversale en U, et comprend un fond 6 fixé à une face arrière 7 de l'aimant 3, et une paroi latérale 8 périphérique s'étendant axialement à partir du fond 6. La paroi latérale 8 se termine, à une extrémité avant opposée au fond 6, par une face avant 9 annulaire. Le fond 6 présente une face arrière 10.As is clearly visible on the figure 1 , the rear pole piece 4 , called cylinder head, is in this case monobloc, and made of mild steel. It has a U-shaped cross-sectional shape, and comprises a bottom 6 fixed to a rear face 7 of the magnet 3 , and a peripheral side wall 8 extending axially from the bottom 6 . The side wall 8 terminates, at a front end opposite the bottom 6 , by an annular front face 9 . The bottom 6 has a rear face 10 .

La pièce polaire avant 5, dénommée noyau, est également réalisée en acier doux. Elle est de forme annulaire et présente une face arrière 12, par laquelle elle est fixée à une face avant 13 de l'aimant 3, et une face avant 14 opposée, qui s'étend dans le même plan que la face avant 9 de la paroi latérale 8 de la culasse 4.The pole piece before 5 , called core, is also made of mild steel. It is of annular shape and has a rear face 12 , by which it is fixed to a front face 13 of the magnet 3 , and an opposite front face 14 , which extends in the same plane as the front face 9 of the side wall 8 of the cylinder head 4 .

Comme cela est visible sur la figure 1, le circuit magnétique 2 est extra-plat, c'est-à-dire que son épaisseur est faible comparée à son diamètre hors tout. Par ailleurs, le circuit magnétique 2 s'étend jusqu'au diamètre extérieur du transducteur 1. En d'autres termes, la taille du circuit magnétique 2 est maximalisée par rapport au diamètre hors tout du transducteur 1, ce qui augmente sa tenue en puissance ainsi que la valeur du champ magnétique, et donc la sensibilité du transducteur 1.As is visible on the figure 1 , the magnetic circuit 2 is extra-flat, that is to say that its thickness is small compared to its overall diameter. Moreover, the magnetic circuit 2 extends to the outer diameter of the transducer 1 . In other words, the size of the magnetic circuit 2 is maximized with respect to the overall diameter of the transducer 1 , which increases its power handling as well as the value of the magnetic field, and therefore the sensitivity of the transducer 1 .

Le noyau 5 présente un diamètre hors tout inférieur au diamètre interne de la paroi latérale 8 de la culasse 4, de sorte qu'entre le noyau 5 et la paroi latérale 8 de la culasse 4 est défini un entrefer 15 dans lequel est concentrée la majeure partie du champ magnétique généré par l'aimant 3.The core 5 has an overall diameter smaller than the internal diameter of the side wall 8 of the yoke 4 , so that between the core 5 and the side wall 8 of the yoke 4 is defined a gap 15 in which is concentrated the major part of the magnetic field generated by the magnet 3 .

Au niveau de l'entrefer 15, les arêtes du noyau 5 et de la culasse 4 peuvent être chanfreinées, ou de préférence et comme cela est illustré sur la figure 1, arrondies de manière à éviter les bavures néfastes.At the air gap 15 , the edges of the core 5 and the yoke 4 can be chamfered, or preferably and as illustrated in FIG. figure 1 , rounded in such a way as to avoid harmful burrs.

Le transducteur 1 comprend en outre un équipage mobile 16 incluant un diaphragme 17 en forme de dôme et une bobine mobile 18 solidaire du diaphragme 17.The transducer 1 further comprises a mobile unit 16 including a diaphragm 17 in the form of a dome and a moving coil 18 integral with the diaphragm 17 .

Le diaphragme 17 est réalisé dans un matériau rigide et léger, en polymère thermoplastique ou encore dans un alliage léger à base d'aluminium, en magnésium ou en titane. Il est positionné de sorte à recouvrir le circuit magnétique 2 du côté du noyau 5, et de manière que son axe de symétrie de révolution soit confondu avec l'axe A2.The diaphragm 17 is made of a rigid and light material, thermoplastic polymer or in a light alloy based on aluminum, magnesium or titanium. It is positioned so as to cover the magnetic circuit 2 on the side of the core 5 , and so that its axis of symmetry of revolution coincides with the axis A2 .

Dans ces conditions, le sommet du diaphragme 17, situé sur l'axe A2, peut être considéré comme le centre acoustique C2 de celui-ci, c'est-à-dire la source ponctuelle équivalente à partir de laquelle est émis le rayonnement acoustique du transducteur 1.Under these conditions, the apex of the diaphragm 17 , located on the axis A2 , can be considered as the acoustic center C2 thereof, that is to say the equivalent point source from which the acoustic radiation is emitted of the transducer 1 .

Le diaphragme 17 présente un bord périphérique 19 circulaire légèrement relevé, pour faciliter la fixation de la bobine mobile 18.The diaphragm 17 has a peripheral edge 19 circular slightly raised, to facilitate the attachment of the voice coil 18 .

La bobine mobile 18 comprend un solénoïde en fil métallique, conducteur (par exemple en cuivre ou en aluminium), d'une largeur préférée de 0,3 mm, enroulé en spirale pour former un cylindre dont une extrémité supérieure est fixée par collage au bord périphérique 19 relevé du diaphragme 17. La bobine mobile 18 est ici dépourvue de support, mais elle pourrait en comporter un.The voice coil 18 comprises a conductive (e.g. copper or aluminum) wire solenoid of a preferred width of 0.3 mm, spirally wound to form a cylinder whose upper end is glued to the edge. device 19 reading of the diaphragm 17 . The voice coil 18 is here devoid of support, but it could include one.

La bobine mobile 18 est plongée dans l'entrefer 15. Le diamètre intérieur de la bobine mobile 18 est très légèrement supérieur au diamètre extérieur du noyau 5, de sorte que le jeu fonctionnel intérieur ménagé entre la bobine mobile 18 et le noyau 5 soit faible devant la largeur de l'entrefer 15, même si, en variante, le jeu fonctionnel peut être dimensionné de manière conventionnelle.The voice coil 18 is immersed in the gap 15 . The inside diameter of the voice coil 18 is very slightly greater than the outside diameter of the core 5 , so that the internal functional clearance formed between the voice coil 18 and the core 5 is small in front of the width of the gap 15 , even if, alternatively, the functional clearance can be dimensioned conventionally.

Selon un mode préféré de réalisation, le pourtour au moins du noyau 5 (et éventuellement la surface interne de la paroi latérale 8) est revêtu d'une couche d'un polymère à bas coefficient de frottement, tel que polytétrafluoroéthylène (PTFE, connu sous la dénomination commerciale Téflon®) d'une épaisseur voisine ou inférieure au centième de millimètre, et de préférence de quelques dizaines de µm (par exemple environ 20 µm).According to a preferred embodiment, the periphery of at least the core 5 (and possibly the internal surface of the side wall 8 ) is coated with a layer of a low-friction polymer, such as polytetrafluoroethylene (PTFE, known as the trade name Teflon®) of a thickness close to or less than hundredth of a millimeter, and preferably a few tens of microns (for example about 20 microns).

Il en résulte qu'en dépit du faible jeu entre le noyau 5 et la bobine mobile 18, d'une part, que la mise en place de la bobine mobile 18 dans l'entrefer 15 est relativement aisée, et, d'autre part, qu'en fonctionnement, le mouvement axial de la bobine mobile 18 n'est pas contrarié par la proximité du noyau 5, même dans l'hypothèse où ces deux éléments viendraient accidentellement et temporairement au contact l'un de l'autre.It follows that despite the small clearance between the core 5 and the voice coil 18 , on the one hand, that the introduction of the voice coil 18 in the gap 15 is relatively easy, and secondly in operation, the axial movement of the voice coil 18 is not thwarted by the proximity of the core 5 , even assuming that these two elements would come accidentally and temporarily in contact with one another.

En pratique, la bobine mobile 18 et l'entrefer 15 sont de préférence dimensionnés de manière que :

  • le jeu entre la bobine mobile 18 et le noyau 5 (revêtement compris) soit inférieur au dixième de millimètre, et par exemple compris entre 0,05 et 0,1 mm. Selon un mode préféré de réalisation, le jeu intérieur est de 0,08 mm (sans qu'il soit exclu de dimensionner ce jeu de manière classique) ;
  • le jeu extérieur ménagé entre la bobine mobile 18 et la paroi latérale 8 de la culasse 4 soit inférieur à 0,2 mm, et par exemple compris entre 0,1 mm et 0,2 mm. Selon un mode préféré de réalisation, le jeu extérieur est de 0,17 mm.
In practice, the voice coil 18 and the gap 15 are preferably dimensioned so that:
  • the clearance between the voice coil 18 and the core 5 (coating included) is less than one-tenth of a millimeter, and for example between 0.05 and 0.1 mm. According to a preferred embodiment, the internal clearance is 0.08 mm (without it being excluded to size this game in a conventional manner);
  • the external clearance formed between the voice coil 18 and the side wall 8 of the yoke 4 is less than 0.2 mm, and for example between 0.1 mm and 0.2 mm. According to a preferred embodiment, the outer play is 0.17 mm.

Ainsi, la largeur maximale de l'entrefer 15, pour une bobine mobile 18 de 0,3 mm de large, est de 0,6 mm (avec un jeu intérieur de 0,1 mm et un jeu extérieur de 0,2 mm). Dans cette configuration, le taux d'occupation de la bobine mobile 18 dans l'entrefer 15, égal au rapport des sections de la bobine mobile 18 et de l'entrefer 15, est voisin de 50%, ce qui est un minimum. Dans la configuration préférée, pour une largeur d'entrefer de 0,55 mm, un jeu intérieur de 0,08 mm et un jeu extérieur de 0,17 mm, le taux d'occupation de la bobine mobile 18 dans l'entrefer 15 est de 55% environ.Thus, the maximum width of the gap 15 , for a voice coil 18 of 0.3 mm wide, is 0.6 mm (with an internal clearance of 0.1 mm and an outside clearance of 0.2 mm) . In this configuration, the occupancy rate of the voice coil 18 in the gap 15 , equal to the ratio of the sections of the voice coil 18 and the gap 15 , is close to 50%, which is a minimum. In the preferred configuration, for a gap width of 0.55 mm, an inner clearance of 0.08 mm and an outer clearance of 0.17 mm, the occupancy rate of the voice coil 18 in the gap 15 is about 55%.

Ces valeurs supérieures ou égales à 50% sont à comparer aux taux d'occupation des transducteurs de l'art antérieur, inférieurs à 35% environ.These values greater than or equal to 50% are to be compared with the occupation rates of the transducers of the prior art, less than about 35%.

Il en résulte une augmentation de la densité du flux magnétique dans l'entrefer 15, et une augmentation subséquente du niveau de sensibilité du transducteur 1, la sensibilité étant proportionnelle au carré de l'augmentation de la densité de champ magnétique régnant dans l'entrefer 15.This results in an increase in the density of the magnetic flux in the gap 15 , and a subsequent increase in the sensitivity level of the transducer 1 , the sensitivity being proportional to the square of the increase in the magnetic field density prevailing in the gap 15 .

On peut avoir avantage à garnir l'entrefer 15 d'une huile minérale chargée de particules magnétiques, par exemple du type commercialisé par la société FERROTEC sous la dénomination commerciale Ferrofluid (marque déposée). Une telle garniture a les avantages suivants :

  • elle favorise le centrage de la bobine mobile 18 dans l'entrefer 15,
  • elle a une fonction de lubrification dynamique, au bénéfice du silence de fonctionnement du transducteur 1,
  • grâce à sa conductivité thermique très supérieure à celle de l'air, elle favorise l'évacuation vers le circuit magnétique 2, et en particulier vers la culasse 4, de la chaleur produite par effet Joule dans la bobine mobile 18.
It may be advantageous to fill the gap 15 with a mineral oil loaded with magnetic particles, for example of the type marketed by Ferroec under the trade name Ferrofluid (registered trademark). Such a filling has the following advantages:
  • it promotes the centering of the voice coil 18 in the gap 15 ,
  • it has a dynamic lubrication function, to the benefit of the silence of operation of the transducer 1 ,
  • thanks to its thermal conductivity much higher than that of the air, it promotes the evacuation to the magnetic circuit 2 , and in particular to the yoke 4 , of the heat produced by the Joule effect in the voice coil 18 .

Le transducteur 1 comprend en outre un support 20 fixé au circuit magnétique 2, et auquel est suspendu l'équipage mobile 16. Ce support 20, réalisé dans un matériau diamagnétique et électriquement isolant, par exemple un matériau thermoplastique tel que polyamide ou polyoxyméthylène (chargé de verre ou non), présente une forme générale symétrique de révolution autour d'un axe confondu avec l'axe A2, à section en forme de T.The transducer 1 further comprises a support 20 fixed to the magnetic circuit 2 , and to which the moving element 16 is suspended. This support 20 , made of a diamagnetic and electrically insulating material, for example a thermoplastic material such as polyamide or polyoxymethylene (loaded with glass or not), has a generally symmetrical shape of revolution about an axis coinciding with the axis A2 , with a T-shaped section

Le support 20, monobloc, forme un endosquelette pour le transducteur 1 et comprend une platine 21 annulaire appliquée contre la face avant 14 du noyau 5, et une tige 22 cylindrique qui s'étend en saillie vers l'arrière à partir du centre de la platine 21, et qui vient se loger dans un emplacement 23 cylindrique complémentaire pratiqué dans le circuit magnétique 2 et formé par une succession de perçages coaxiaux pratiqués dans la culasse 4, l'aimant 3 et le noyau 5.The support 20 , in one piece, forms an endoskeleton for the transducer 1 and comprises an annular plate 21 applied against the front face 14 of the core 5 , and a cylindrical rod 22 which projects rearwardly from the center of the platinum 21 , and which is housed in a complementary cylindrical location 23 formed in the magnetic circuit 2 and formed by a succession of coaxial holes in the cylinder head 4 , the magnet 3 and the core 5 .

Comme illustré sur la figure 1, l'endosquelette 20 est rigidement fixé au circuit magnétique 2 au moyen d'un écrou 24 vissé sur une portion filetée de la tige 22 et serré contre la culasse 4, à l'intérieur d'un lamage 25 pratiqué sur la face arrière 10, en son centre. De la sorte, la platine 21 est fermement plaquée contre la face avant 14 du noyau 5, sans possibilité de rotation. Cette fixation peut éventuellement être complétée par l'application d'un film de colle entre la platine 21 et le noyau 5.As illustrated on the figure 1 , the endoskeleton 20 is rigidly fixed to the magnetic circuit 2 by means of a nut 24 screwed onto a threaded portion of the rod 22 and clamped against the yoke 4 , inside a countersink 25 formed on the rear face 10 , in the center. In this way, the plate 21 is firmly pressed against the front face 14 of the core 5 , without the possibility of rotation. This attachment may optionally be supplemented by the application of a film of glue between the plate 21 and the core 5 .

Compte tenu de sa localisation frontale par rapport au circuit magnétique 2, la platine 21 s'étend dans le volume interne lenticulaire délimité par le diaphragme 17. La platine 21 comprend une jante annulaire 26 périphérique et un disque 27 central auquel se raccorde la tige 22. Le disque 27 peut être percé de trous 28 dont une fonction est de maximiser le volume d'air sous le diaphragme 17, de manière à diminuer la fréquence de résonance de l'équipage mobile 16. Given its frontal location with respect to the magnetic circuit 2 , the plate 21 extends into the lenticular internal volume delimited by the diaphragm 17 . The plate 21 comprises a peripheral ring rim 26 and a central disc 27 to which is connected the stem 22 . The disc 27 may be pierced with holes 28 whose function is to maximize the volume of air under the diaphragm 17 , so as to reduce the resonant frequency of the moving element 16.

La jante 26 a sensiblement le profil d'une poulie et comprend une gorge 29 annulaire périphérique qui débouche radialement vers l'extérieur, en regard d'une portion annulaire 30 périphérique de la surface interne du diaphragme 17, située à proximité du bord 19.The rim 26 has substantially the profile of a pulley and comprises a peripheral annular groove 29 which opens radially outwards, facing a peripheral annular portion 30 of the inner surface of the diaphragm 17 , located near the edge 19 .

La gorge 29 sépare la jante 26 en deux flasques en vis-à-vis formant les parois latérales de la gorge 29, à savoir un flasque arrière 31, en appui contre la face avant 14 du noyau 5, et un flasque avant 32. Les flasques 31,32 sont reliés par une âme 33 cylindrique formant le fond de la gorge 29. The groove 29 separates the rim 26 in two flanges vis-à-vis forming the side walls of the groove 29 , namely a rear flange 31 , bearing against the front face 14 of the core 5 , and a front flange 32. The flanges 31, 32 are connected by a cylindrical core 33 forming the bottom of the groove 29 .

L'équipage mobile 16 est monté sur l'endosquelette 20 au moyen d'une suspension 34 intérieure qui assure la liaison entre le diaphragme 17 et la platine 21. Cette suspension 34 se présente sous forme d'un anneau réalisé dans un matériau léger, élastique, et non émissif acoustiquement (on peut à cet effet choisir un matériau poreux). Ce matériau est de préférence résistant à la chaleur régnant dans le transducteur, et son élasticité est choisie pour que la fréquence de résonance de l'équipage mobile 16 soit inférieure à la fréquence la plus basse reproduite par le transducteur 1 (en l'espèce 500 Hz à 2 kHz). Les mousses de polymère réticulées (par exemple de polyester ou de mélamine) sont particulièrement bien adaptées, car présentant une porosité élevée.The moving element 16 is mounted on the endoskeleton 20 by means of an inner suspension 34 which provides the connection between the diaphragm 17 and the plate 21 . This suspension 34 is in the form of a ring made of a lightweight material, elastic, and non-emissive acoustically (we can choose a porous material for this purpose). This material is preferably resistant to the heat prevailing in the transducer, and its elasticity is chosen so that the resonant frequency of the moving element 16 is lower than the lowest frequency reproduced by the transducer 1 (in this case 500 Hz at 2 kHz). Crosslinked polymer foams (for example polyester or melamine) are particularly well suited because they have a high porosity.

En variante, la suspension 34 peut être réalisée dans un tissu ou un non-tissé de fibres naturelles (par exemple coton) ou synthétiques (par exemple polyester, polyacrylique, nylon, et plus particulièrement les aramides, dont le Kevlar, marque déposée) ou dans un mélange de fibres naturelles et synthétiques (par exemple coton-polyester), ces fibres étant imprégnées d'une résine thermodurcissable ou thermoplastique et thermoformées, pour y former des ondulations à la manière d'un spider.Alternatively, the suspension 34 may be made of a fabric or a non-woven fabric of natural (for example cotton) or synthetic fibers (for example polyester, polyacrylic, nylon, and more particularly aramids, including Kevlar, registered trademark) or in a mixture of natural and synthetic fibers (for example cotton-polyester), these fibers being impregnated with a thermosetting or thermoplastic resin and thermoformed, to form undulations in the manner of a spider.

Du fait de la non-émissivité acoustique de la suspension 34, seul le diaphragme en forme de dôme 17 émet un rayonnement acoustique. De la sorte, on évite modes propres, résonances, et plus généralement le rayonnement acoustique parasite de la suspension 34, qui viendrait interférer avec celui du diaphragme 17 et grever les performances du transducteur 1.Due to the acoustic non-emissivity of the suspension 34 , only the domed diaphragm 17 emits acoustic radiation. In this way, clean modes, resonances, and more generally the parasitic acoustic radiation of the suspension 34 , which would come interfere with that of diaphragm 17 and affect transducer performance 1 .

La suspension 34 présente en section une forme sensiblement polygonale et comprend un bord interne 35 droit, c'est-à-dire cylindrique de révolution autour de l'axe A2, et un bord externe 36 périphérique sensiblement tronconique.The suspension 34 has a substantially polygonal shape in section and comprises a straight inner edge 35 , that is to say cylindrical of revolution about the axis A2 , and a substantially frustoconical peripheral outer edge 36 .

Par son bord externe 36, la suspension 34 est fixée, par collage, sur la portion périphérique 30 de la surface intérieure du diaphragme 17. En variante, dans l'hypothèse où la bobine mobile 18 comprendrait un support cylindrique solidaire du diaphragme 17 et sur lequel serait monté le solénoïde, la suspension 34 pourrait être fixée, par son bord périphérique externe (qui serait alors cylindrique), sur la surface intérieure de ce support.By its outer edge 36 , the suspension 34 is fixed, by gluing, to the peripheral portion 30 of the inner surface of the diaphragm 17. Alternatively, assuming that the voice coil 18 comprises a cylindrical support secured to the diaphragm 17 and on which would be mounted the solenoid, the suspension 34 could be fixed by its outer peripheral edge (which would be cylindrical), on the inner surface of this support.

Comme illustré sur la figure 1, l'épaisseur de la suspension 34 (mesurée selon l'axe A2), bien qu'inférieure à sa longueur libre (mesurée radialement entre les bords externes des flasques 31,32 et la surface 30 interne du diaphragme 17), n'est pas négligeable par rapport à celle-ci, mais est du même ordre de grandeur. Plus précisément, le rapport entre la longueur libre et l'épaisseur de la suspension 34 est préférentiellement inférieur à 5 (en l'occurrence ce rapport est inférieur à 3). Le fait de minimiser ainsi la longueur libre de la suspension 34 permet de stabiliser l'équipage mobile 16 et l'empêcher de basculer (effet anti-tangage).As illustrated on the figure 1 , The thickness of the suspension 34 (measured along the axis A2), although less than its free length (measured radially between the outer edges of the flanges 31, 32 and the inner surface 30 of the diaphragm 17) is not not negligible compared to this one, but is of the same order of magnitude. More specifically, the ratio between the free length and the thickness of the suspension 34 is preferably less than 5 (in this case this ratio is less than 3). The fact of thus minimizing the free length of the suspension 34 makes it possible to stabilize the moving element 16 and prevent it from tilting (anti-pitching effect).

Du côté de son bord interne 35, la suspension 34 est logée dans la gorge 29 en étant légèrement précontrainte entre les flasques 31,32 de manière à éviter les bruits parasites, mais sans toutefois être fixée à ceux-ci. En outre, le diamètre interne de la suspension 34 est supérieur au diamètre interne de la gorge 29 (c'est-à-dire au diamètre externe de l'âme de la jante), de sorte qu'un espace annulaire 37 est ménagé entre la suspension 34 et l'âme 33.On the side of its inner edge 35 , the suspension 34 is housed in the groove 29 by being slightly preloaded between the flanges 31 , 32 so as to avoid unwanted noise, but without being fixed thereto. In addition, the internal diameter of the suspension 34 is greater than the internal diameter of the groove 29 (that is to say the outer diameter of the core of the rim), so that an annular space 37 is provided between the suspension 34 and the soul 33 .

De la sorte, la suspension 34 est flottante par rapport à la jante 26 de la platine 21, permettant un degré de liberté radial, la suspension 34 pouvant glisser sur les flasques 31,32. Afin de favoriser ce glissement, on peut appliquer sur les flasques 31,32 une couche de lubrifiant pâteux tel qu'une graisse. Le jeu radial défini par l'espace annulaire 37 entre la suspension 34 et l'âme 33 (c'est-à-dire le fond de la gorge 29) est de préférence supérieur à 0,1 mm, mais inférieur à 1 mm. Suivant un mode préféré de réalisation, ce jeu est d'environ 0,5 mm. Sur les figures on a exagéré ce jeu à des fins de clarté.In this way, the suspension 34 is floating relative to the rim 26 of the plate 21 , allowing a radial degree of freedom, the suspension 34 being able to slide on the flanges 31 , 32. In order to promote this sliding, it is possible to apply on the flanges 31 , 32 a layer of pasty lubricant such as grease. The radial clearance defined by the annular space 37 between the suspension 34 and the core 33 (that is to say the bottom of the groove 29 ) is preferably greater than 0.1 mm, but less than 1 mm. next a preferred embodiment, this game is about 0.5 mm. In the figures we exaggerated this game for the sake of clarity.

En outre, il est préférable que la partie de la suspension 34 logée dans la gorge 29 soit de largeur (mesurée radialement) supérieure ou égale à son épaisseur, de manière à garantir une liaison mécanique de type appui plan et minimiser l'effet néfaste de basculement de la suspension 34 par rapport à la platine 21.In addition, it is preferable that the part of the suspension 34 housed in the groove 29 is of width (measured radially) greater than or equal to its thickness, so as to guarantee a mechanical connection of the plane support type and to minimize the harmful effect of tilting of the suspension 34 relative to the plate 21 .

La suspension 34 du diaphragme 17 s'étend ainsi intérieurement à celui-ci. La suppression d'une suspension périphérique externe permet de supprimer les interférences acoustiques existant dans les transducteurs connus, entre le rayonnement du diaphragme et celui de sa suspension.The suspension 34 of the diaphragm 17 thus extends internally thereto. The suppression of an external peripheral suspension makes it possible to eliminate the acoustic interference existing in the known transducers, between the radiation of the diaphragm and that of its suspension.

En outre, la suspension 34 n'exerçant aucune contrainte radiale sur le diaphragme 17, n'impose pas de fonction de centrage de celui-ci par rapport au circuit magnétique 2, au bénéfice de la simplicité d'assemblage du transducteur 1, ou du remplacement du diaphragme 17 en cas de défaillance.In addition, the suspension 34 exerting no radial stress on the diaphragm 17 , does not impose a centering function thereof with respect to the magnetic circuit 2 , to the benefit of the simplicity of assembly of the transducer 1 , or the replacement of the diaphragm 17 in case of failure.

Le centrage du diaphragme 17 est réalisé au niveau de la bobine mobile 18, qui est ajustée avec un faible jeu sur le noyau 5 et se centre automatiquement par rapport à celui-ci, dès lors que la bobine mobile 18, plongée dans le champ magnétique de l'entrefer 15, est mise en mouvement par un courant électrique de modulation.The centering of the diaphragm 17 is achieved at the level of the voice coil 18 , which is adjusted with a small clearance on the core 5 and centers itself automatically with respect thereto, since the voice coil 18 , immersed in the magnetic field of the gap 15 , is set in motion by an electric modulation current.

En revanche, la suspension 34 assure une fonction de rappel de l'équipage mobile 16 vers une position médiane de repos, adoptée en l'absence de contrainte axiale s'exerçant sur la bobine mobile 18 (c'est-à-dire, en pratique, en l'absence de courant parcourant celle-ci). C'est dans cette position médiane que l'on a représenté le transducteur 1 sur les figures.On the other hand, the suspension 34 ensures a return function of the moving element 16 towards a median rest position, adopted in the absence of axial stress exerted on the voice coil 18 (that is to say, in practical, in the absence of current running through it). It is in this median position that the transducer 1 is shown in the figures.

La suspension 34 assure également une fonction de maintien de l'assiette du diaphragme 17, c'est-à-dire de maintien du bord périphérique 19 du diaphragme 17 dans un plan perpendiculaire à l'axe A2, afin d'éviter tout basculement ou tangage du diaphragme 17 qui grèverait son fonctionnement.The suspension 34 also performs a function of maintaining the attitude of the diaphragm 17 , that is to say of maintaining the peripheral edge 19 of the diaphragm 17 in a plane perpendicular to the axis A2 , in order to avoid any tilting or pitch of the diaphragm 17 which would impair its operation.

Le courant électrique est amené à la bobine mobile 18 par deux circuits électriques 38 qui relient les extrémités de la bobine mobile 18 à deux bornes électriques (non représentées) d'alimentation du transducteur 1.The electric current is fed to the voice coil 18 by two electrical circuits 38 which connect the ends of the voice coil 18 to two electrical terminals (not shown) for supplying the transducer 1 .

Comme cela est illustré sur la figure 1, chaque circuit électrique 38 comprend :

  • un conducteur 39 de forte section, comprenant un fil de cuivre isolé par une gaine plastique, traversant le circuit magnétique 2 en étant logé dans une rainure pratiquée longitudinalement dans la tige 22 de l'endosquelette 20, et dont une extrémité avant dénudée 40 débouche dans le volume interne au diaphragme 17, en faisant saillie du circuit magnétique 2 au niveau de l'un des trous 28 du disque 27 ;
  • un élément de jonction électrique, sous forme par exemple d'un oeillet 41 métallique (par exemple en cuivre ou en laiton) serti dans ce trou 28 et auquel l'extrémité dénudée 40 du conducteur 39 est raccordée électriquement (par exemple par l'intermédiaire d'un point de soudure, non représenté) ;
  • un conducteur 42 de faible section, sous forme d'une tresse métallique très souple et convenablement conformée qui s'étend dans le volume interne du diaphragme 17 en enjambant la jante 26 et la suspension 34, et dont une extrémité interne 43 est raccordée électriquement à l'oeillet 41 (par exemple par l'intermédiaire d'une soudure, non représentée), et dont une extrémité externe opposée est raccordée électriquement à une extrémité de la bobine mobile 18.
As illustrated on the figure 1 each electrical circuit 38 comprises:
  • a conductor 39 of large section, comprising a copper wire insulated by a plastic sheath, passing through the magnetic circuit 2 being housed in a groove made longitudinally in the rod 22 of the endoskeleton 20 , and a stripped front end 40 opens into the internal volume of the diaphragm 17 , projecting from the magnetic circuit 2 at one of the holes 28 of the disk 27 ;
  • an electrical joining element, in the form of, for example, a metal eyelet 41 (for example made of copper or brass) crimped into this hole 28 and to which the stripped end 40 of the conductor 39 is electrically connected (for example via a weld spot, not shown);
  • a conductor 42 of small section, in the form of a very flexible and suitably shaped metal braid which extends in the internal volume of the diaphragm 17 by stepping over the rim 26 and the suspension 34 , and an inner end 43 is electrically connected to the eyelet 41 (for example by means of a weld, not shown), and an opposite external end of which is electrically connected to one end of the voice coil 18 .

Un seul conducteur 42 de faible section est visible sur la figure 1, le deuxième conducteur de faible section, diamétralement opposé au premier, étant situé en avant du plan de coupe de la figure.A single conductor 42 of small section is visible on the figure 1 , the second conductor of small section, diametrically opposed to the first, being located in front of the sectional plane of the figure.

La forme arquée (en U), ajoutée à la grande souplesse de ces conducteurs 42, leur permet de se déformer sans difficulté et de suivre les mouvements de débattement du diaphragme 17 accompagnant les vibrations de la bobine mobile 18, sans appliquer de contrainte mécanique radiale ou axiale pouvant compromettre la liberté de positionnement de l'équipage mobile 16.The arcuate shape (in U), added to the great flexibility of these conductors 42 , allows them to deform without difficulty and to follow the movement movements of the diaphragm 17 accompanying the vibrations of the voice coil 18 , without applying radial mechanical stress or axial that may compromise the freedom of positioning of the moving equipment 16 .

Le transducteur 1 comprend enfin un guide 44 d'onde acoustique, solidaire du circuit magnétique 2.The transducer 1 finally comprises a waveguide 44 , integral with the magnetic circuit 2 .

Le guide d'onde 44 se présente sous forme d'une pièce monobloc réalisée dans un matériau ayant une conductivité thermique élevée, supérieure à 50 W.m-1.K-1, par exemple en aluminium (ou dans un alliage d'aluminium).The waveguide 44 is in the form of a one-piece piece made of a material having a high thermal conductivity, greater than 50 Wm -1 .K -1 , for example aluminum (or in an aluminum alloy).

Le guide d'onde 44, de forme de révolution, est fixé sur la culasse 4 et comprend une paroi latérale 45 externe sensiblement cylindrique qui s'étend dans le prolongement de la paroi latérale 8 de la culasse 4. La fixation est de préférence effectuée par vissage, au moyen d'un nombre de vis égal ou supérieur à 3. Afin de maximiser le contact thermique entre les deux pièces, il est avantageux de compléter ce vissage par une enduction de pâte thermoconductrice.The waveguide 44 , of revolution shape, is fixed on the yoke 4 and comprises a substantially cylindrical external lateral wall 45 which extends in the extension of the lateral wall 8 of the yoke 4 . Fixing is preferably carried out by screwing, by means of a number of screws equal to or greater than 3. In order to maximize the thermal contact between the two parts, it is advantageous to complete this screwing by a coating of thermoconductive paste.

Comme cela est visible sur les figures 1 et 2, le guide d'onde 44 présente, sur un bord périphérique arrière, une jupe 46 qui vient s'ajuster dans un décrochement 47 pratiqué dans la culasse 4, de profil complémentaire. Il en résulte un centrage précis du guide d'onde 44 par rapport à la culasse 4 et, plus généralement, par rapport au circuit magnétique 2 et au diaphragme 17. De plus, la conduction thermique entre les deux pièces 4,44 s'en trouve améliorée.As is visible on the figures 1 and 2 , the waveguide 44 has, on a rear peripheral edge, a skirt 46 which fits into a recess 47 formed in the yoke 4 , of complementary profile. This results in a precise centering of the waveguide 44 with respect to the yoke 4 and, more generally, with respect to the magnetic circuit 2 and to the diaphragm 17 . In addition, the thermal conduction between the two parts 4 , 44 is improved.

Le guide d'onde 44 présente une face arrière 48 ayant une forme en calotte sensiblement sphérique, qui s'étend de manière concentrique au diaphragme 17, en regard et au voisinage d'une face externe de celui-ci qu'elle couvre partiellement.The waveguide 44 has a rear face 48 having a substantially spherical cap shape, which extends concentrically to the diaphragm 17 , opposite and in the vicinity of an outer face thereof that it partially covers.

Selon un mode préféré de réalisation illustré sur les figures 1 à 4, la face arrière 48 est ajourée et comprend une portion périphérique 49 continue, qui s'étend au voisinage du bord arrière du guide d'onde 44, et une portion centrale 50 discontinue, portée par une série d'ailettes 51 faisant saillie radialement depuis la paroi latérale 45 vers l'intérieur (c'est-à-dire vers l'axe A2 du transducteur 1). La face arrière 48 est délimitée intérieurement - c'est-à-dire du côté du diaphragme 17 - par une arête 52 de forme pétaloïde.According to a preferred embodiment illustrated on the Figures 1 to 4 , the rear face 48 is perforated and comprises a continuous peripheral portion 49 , which extends in the vicinity of the rear edge of the waveguide 44 , and a discontinuous central portion 50 , carried by a series of fins 51 projecting radially from the side wall 45 inwards (that is to say towards the axis A2 of the transducer 1 ). The rear face 48 is delimited internally - that is to say on the side of the diaphragm 17 - by a ridge 52 of petaloid shape.

Comme cela est visible sur la figure 1, les ailettes 51 ne se rejoignent pas sur l'axe A2 mais s'interrompent à une extrémité interne située à distance de l'axe A2. A leur sommet, les ailettes 51 présentent chacune une arête 53 curviligne.As is visible on the figure 1 the fins 51 do not meet on the axis A2 but stop at an inner end located at a distance from the axis A2 . At their apex, the fins 51 each have a curvilinear edge 53 .

La paroi latérale 45 du guide d'onde 44 est délimitée intérieurement par une face avant 54 tronconique discontinue, répartie sur une pluralité de secteurs angulaires 55 qui s'étendent entre les ailettes 51. Cette face avant 54 forme une amorce de pavillon s'étendant de l'intérieur vers l'extérieur et depuis un bord arrière, formé par l'arête pétaloïde 52 constituant une gorge de l'amorce de pavillon 54, jusqu'à un bord avant 56 qui constitue une bouche de l'amorce de pavillon 54. Les secteurs angulaires 55 de l'amorce de pavillon 54 sont des portions d'un cône de révolution dont l'axe de symétrie est confondu avec l'axe A2, et dont la génératrice est curviligne (par exemple suivant une loi circulaire, exponentielle ou hyperbolique). L'amorce de pavillon 54 assure une adaptation continue d'impédance acoustique entre le milieu aérien délimité par la gorge 52 et le milieu aérien délimité par la bouche 56.The lateral wall 45 of the waveguide 44 is delimited internally by a discontinuous frustoconical front face 54 , distributed over a plurality of angular sectors 55 which extend between the fins 51 . This front face 54 forms a flag primer extending from the inside to the outside and from a rear edge, formed by the petaloid ridge 52 constituting a groove of the flag primer 54 , to a front edge 56 which constitutes a mouth of the primer of Pavilion 54 . The angular sectors 55 of the flag primer 54 are portions of a cone of revolution whose axis of symmetry coincides with the axis A2 , and whose generator is curvilinear (for example according to a circular law, exponential or hyperbolic). The flag primer 54 ensures a continuous adaptation of acoustic impedance between the air environment delimited by the groove 52 and the air medium delimited by the mouth 56 .

Selon un mode de réalisation, la tangente à l'amorce de pavillon 54 sur la bouche 56 forme avec un plan perpendiculaire à l'axe A2 du transducteur 1 un angle compris entre 30° et 70°. Dans l'exemple illustré sur les dessins, cet angle est de 50° environ.According to one embodiment, the tangent to the flag primer 54 on the mouth 56 forms with a plane perpendicular to the axis A2 of the transducer 1 an angle of between 30 ° and 70 °. In the example illustrated in the drawings, this angle is about 50 °.

Les ailettes 51, qui ont notamment pour fonction d'augmenter la surface du guide d'onde 44 pour favoriser la dissipation par radiation et convection de la chaleur produite au niveau de la bobine mobile 18, présentent chacune latéralement deux joues 57 qui se raccordent extérieurement aux secteurs angulaires 55 de l'amorce de pavillon 54 par l'intermédiaire de congés 58. Les joues 57 contribuent au guidage de l'onde générée par le diaphragme 17.The fins 51 , whose function in particular is to increase the surface of the waveguide 44 to promote the dissipation by radiation and convection of the heat produced at the level of the voice coil 18 , each laterally have two cheeks 57 which connect externally. at the angular sectors 55 of the flag primer 54 via leaves 58 . The cheeks 57 contribute to guiding the wave generated by the diaphragm 17 .

Dans la variante de réalisation illustrée sur la figure 5, le guide d'onde 44 forme non une amorce de pavillon mais un pavillon complet (par exemple symétrique de révolution autour de l'axe A2), dont la gorge 52 est de contour circulaire et dont la bouche 56 présente un diamètre très supérieur à celui de la gorge 52.In the embodiment variant illustrated on the figure 5 the waveguide 44 forms not a flag primer but a complete flag (for example symmetrical of revolution about the axis A2 ), the groove 52 is circular in outline and whose mouth 56 has a diameter much greater than that of the throat 52 .

Le guide d'onde 44 délimite sur le diaphragme 17 deux zones distinctes et complémentaires, à savoir :

  • une zone interne 59 découverte, de forme pétaloïde, délimitée extérieurement par la gorge 52,
  • une zone externe 60 couverte, de forme complémentaire de la zone couverte 59, délimitée intérieurement par la gorge 52.
The waveguide 44 delimits on the diaphragm 17 two distinct and complementary zones, namely:
  • an inner zone 59 discovered, petaloid-shaped, defined externally by the groove 52 ,
  • an outer zone 60 covered, of complementary shape to the covered area 59 , bounded internally by the groove 52 .

La face arrière 48 du guide d'onde 44 et la zone externe 60 couverte correspondante du diaphragme 17 définissent entre elles un volume d'air 61 appelé chambre de compression, dans laquelle le rayonnement acoustique du diaphragme 17 vibrant entraîné par la bobine mobile 18 se déplaçant dans l'entrefer 15 n'est pas libre, mais comprimé. La zone interne 49 découverte communique directement avec la gorge 52 en regard, qui concentre le rayonnement acoustique de la totalité du diaphragme 17.The rear face 48 of the waveguide 44 and the corresponding external covered zone 60 of the diaphragm 17 define between them an air volume 61 called the compression chamber, in which the acoustic radiation of the vibrating diaphragm 17 driven by the voice coil 18 moving in the gap 15 is not free, but compressed. The inner zone 49 uncovered communicates directly with the groove 52 opposite, which concentrates the acoustic radiation of the entire diaphragm 17 .

Le taux de compression du transducteur 1 est défini par le quotient de la surface émissive, correspondant à la surface plane délimitée par le diamètre hors tout de la membrane 17 (mesurée sur le bord 19), par la surface délimitée par la projection, dans un plan perpendiculaire à l'axe A2, de la gorge 52. Ce taux de compression est de préférence supérieur à 1,2:1, et par exemple supérieur ou égal à 1,4:1. Des taux de compression supérieurs, par exemple jusqu'à 4:1, sont envisageables.The compression ratio of the transducer 1 is defined by the quotient of the emitting surface, corresponding to the plane surface delimited by the overall diameter of the membrane 17 (measured on the edge 19 ), by the surface delimited by the projection, in a plane perpendicular to the axis A2 , of the groove 52 . This compression ratio is preferably greater than 1.2: 1, and for example greater than or equal to 1.4: 1. Higher compression ratios, for example up to 4: 1, are conceivable.

Le transducteur d'aigu 1 qui vient d'être décrit peut être utilisé de manière individuelle, ou couplé à un transducteur de grave 62 pour former un système 63 de haut-parleur coaxial à plusieurs voies, conçu pour couvrir un spectre acoustique étendu, dans l'idéal la totalité de la bande audible.The acute transducer 1 just described may be used individually, or coupled to a bass transducer 62 to form a multi-way coaxial speaker system 63 , designed to cover an extended acoustic spectrum, in ideally the entire audible band.

En pratique, le transducteur de grave 62 peut être conçu pour reproduire le grave et/ou le médium, et éventuellement une partie de l'aigu. A cet effet, son diamètre sera de préférence compris entre 10 et 38 cm. Bien que l'objet principal de la présente invention ne soit pas de définir des préconisations concernant le spectre couvert par les différents transducteurs du système 63, précisons toutefois que le spectre couvert par le transducteur de grave 62 peut couvrir le grave, c'est-à-dire la bande de 20 Hz à 200 Hz, ou bien le médium, c'est-à-dire la bande de 200 Hz à 2 kHz, ou bien encore une partie au moins du grave et du médium (et par exemple la totalité du grave et du médium), et éventuellement une partie de l'aigu. A titre d'exemple, le transducteur de grave peut être conçu pour couvrir une bande de 20 Hz à 1 kHz ou de 20 Hz à 2 kHz, ou encore de 20 Hz à 5 kHz.In practice, the bass transducer 62 may be designed to reproduce the bass and / or the medium, and possibly part of the treble. For this purpose, its diameter will preferably be between 10 and 38 cm. Although the main object of the present invention is not to define recommendations concerning the spectrum covered by the various transducers of the system 63 , it should be pointed out however that the spectrum covered by the bass transducer 62 can cover the bass, that is, ie the band from 20 Hz to 200 Hz, or the medium, that is to say the band from 200 Hz to 2 kHz, or at least part of the bass and the medium (and for example the all of the bass and the medium), and possibly part of the treble. For example, the bass transducer can be designed to cover a band of 20 Hz to 1 kHz or 20 Hz to 2 kHz, or 20 Hz to 5 kHz.

Le transducteur d'aigu 1 est préférentiellement conçu pour que sa bande passante soit au moins complémentaire dans l'aigu de celle du transducteur de grave 62. Ainsi, on pourra veiller à ce que la bande passante du transducteur d'aigu 1 couvre au moins en partie le médium et la totalité de l'aigu, jusqu'à 20 kHz.The acute transducer 1 is preferably designed so that its bandwidth is at least complementary in the treble to that of the bass transducer 62 . Thus, it can be ensured that the bandwidth of the acute transducer 1 covers at least partly the medium and all of the acute, up to 20 kHz.

Il est préférable que les parties linéaires des réponses des transducteurs 1,62 se chevauchent en partie et que le niveau de sensibilité du transducteur d'aigu 1 soit au moins égal à celui du transducteur de grave 62, afin d'éviter une chute de la réponse globale du système 63 à certaines fréquences correspondant à la partie haute du spectre du transducteur de grave 62 et à la partie basse du spectre du transducteur d'aigu 1.It is preferable that the linear portions of the transducer responses 1,62 partially overlap and that the sensitivity level of the acute transducer 1 is at least equal to that of the bass transducer 62 , in order to avoid a fall of the transducer. overall response of the system 63 at certain frequencies corresponding to the upper part of the spectrum of the bass transducer 62 and the lower part of the spectrum of the acute transducer 1 .

Le transducteur de grave 62 comprend un circuit magnétique 64 incluant un aimant 65 annulaire, pris en sandwich entre deux pièces polaires en acier doux formant des plaques de champ, à savoir une pièce polaire arrière 66 et une pièce polaire avant 67, fixées sur deux faces opposées de l'aimant 65 par collage.The bass transducer 62 comprises a magnetic circuit 64 including an annular magnet 65 , sandwiched between two mild steel pole pieces forming field plates, namely a rear pole piece 66 and a front pole piece 67 , fixed on two sides. opposite of the magnet 65 by gluing.

L'aimant 65 et les pièces polaires 66,67 sont symétriques de révolution autour d'un axe commun A1 formant l'axe général du transducteur de grave 62.The magnet 65 and the pole pieces 66,67 are rotationally symmetrical about a common axis A1 forming the general axis of 62 serious transducer.

Dans le mode de réalisation illustré, la pièce polaire arrière 66, dénommée culasse, est monobloc. Elle comprend un fond 68 annulaire fixé à une face arrière 69 de l'aimant 65, et un noyau 70 central cylindrique, qui présente à l'opposé du fond 68 une face avant 71 et est percé d'un alésage 72 central débouchant de part et d'autre de la culasse 66.In the illustrated embodiment, the rear pole piece 66 , called the cylinder head, is monobloc. It comprises an annular bottom 68 fixed to a rear face 69 of the magnet 65 , and a cylindrical central core 70 , which has, opposite the bottom 68, a front face 71 and is pierced with a central bore 72 opening through and other of the breech 66 .

La pièce polaire ou plaque avant 67 possède une forme de rondelle annulaire. Elle présente une face arrière 73, par laquelle elle est fixée à une face avant 74 de l'aimant 65, et une face avant 75 opposée qui s'étend dans le même plan que la face avant 71 du noyau 70.The pole piece or front plate 67 has an annular washer shape. It has a rear face 73 , by which it is fixed to a front face 74 of the magnet 65 , and an opposite front face 75 which extends in the same plane as the front face 71 of the core 70 .

La plaque avant 67 présente en son centre un alésage 76 dont le diamètre interne est supérieur au diamètre externe du noyau 70, de sorte qu'entre cet alésage 76 et le noyau 70 qui s'y trouve logé est défini un entrefer 77 dans lequel règne une partie du champ magnétique généré par l'aimant 65.The front plate 67 has at its center a bore 76 whose internal diameter is greater than the external diameter of the core 70 , so that between this bore 76 and the core 70 which is housed therein is defined a gap 77 in which there is part of the magnetic field generated by the magnet 65 .

Le transducteur de grave 62 comprend par ailleurs un châssis 78 appelé saladier, qui inclut une embase 79 par laquelle le saladier 78 est fixé sur le circuit magnétique 64 - et plus précisément sur la face avant 75 de la plaque avant 67 -, une couronne 80 par laquelle le transducteur 62 est fixé à une structure porteuse, et une pluralité de branches 81 reliant l'embase 79 à la couronne 80.The bass transducer 62 further comprises a chassis 78 called salad bowl, which includes a base 79 through which the salad bowl 78 is fixed on the magnetic circuit 64 - and more precisely on the front face 75 of the front plate 67 -, a ring 80 by which the transducer 62 is fixed to a supporting structure, and a plurality of branches 81 connecting the base 79 to the ring 80 .

Le transducteur de grave 62 comprend en outre un équipage mobile 82 incluant une membrane 83 et une bobine mobile 84 comprenant un solénoïde 85 enroulé sur un support 86 cylindrique solidaire de la membrane 83.The bass transducer 62 further comprises a mobile unit 82 including a membrane 83 and a voice coil 84 comprising a solenoid 85 wound on a cylindrical support 86 integral with the membrane 83 .

La membrane 83 est réalisée dans un matériau rigide et léger tel que de la pulpe de cellulose imprégnée, et présente une forme conique ou pseudo-conique de révolution autour de l'axe A1, à génératrice curviligne (par exemple suivant une loi circulaire, exponentielle ou hyperbolique).The membrane 83 is made of a rigid and light material such as impregnated cellulose pulp, and has a conical or pseudo-conical shape of revolution about the axis A1 , with a curvilinear generatrix (for example according to a circular law, exponential or hyperbolic).

La membrane 83 est fixée sur le pourtour de la couronne 80 par l'intermédiaire d'une suspension périphérique 87 (encore appelée bord) qui peut être constituée par une pièce torique rapportée et collée à la membrane 83. La suspension 87 peut être réalisée en élastomère (par exemple un caoutchouc naturel ou synthétique), en polymère (alvéolaire ou non), ou dans un tissu imprégné et enduit.The membrane 83 is fixed around the periphery of the ring 80 by means of a peripheral suspension 87 (also called edge) which may be constituted by an O-piece attached and bonded to the membrane 83 . The suspension 87 may be made of elastomer (for example a natural or synthetic rubber), of polymer (cellular or non-cellular), or of an impregnated and coated fabric.

En son centre, la membrane 83 définit une ouverture 88 sur le bord interne de laquelle le support 86 est fixé par une extrémité avant, par collage. Le centre géométrique de l'ouverture 88 est considéré, en première approximation, comme étant le centre acoustique C1 du transducteur de grave 62, c'est-à-dire la source ponctuelle virtuelle à partir de laquelle est émis le rayonnement acoustique du transducteur 62 principal.In its center, the membrane 83 defines an opening 88 on the inner edge of which the support 86 is fixed by a front end, by gluing. The geometric center of the opening 88 is considered, as a first approximation, to be the acoustic center C1 of the bass transducer 62 , that is to say the virtual point source from which the acoustic radiation of the transducer 62 is emitted. main.

Un cache-noyau 89 hémisphérique réalisé dans un matériau non émissif acoustiquement peut être fixé à la membrane 83 au voisinage de l'ouverture 88 pour protéger celle-ci de l'intrusion de poussières.A hemispherical core cover 89 made of an acoustically non-emissive material may be attached to the membrane 83 in the vicinity of the opening 88 to protect it from dust intrusion.

Le solénoïde 85, réalisé dans un fil métallique conducteur (par exemple en cuivre ou en aluminium) est bobiné sur le support 86, à une extrémité arrière de celui-ci plongeant dans l'entrefer 77. Suivant le diamètre du transducteur de grave 62, le diamètre du solénoïde 85 peut être compris entre 25 mm et plus de 100 mm.The solenoid 85 , made of a conductive wire (for example copper or aluminum) is wound on the support 86 , at a rear end thereof immersed in the gap 77 . Depending on the diameter of the bass transducer 62 , the diameter of the solenoid 85 may be between 25 mm and more than 100 mm.

Le centrage, le rappel élastique et le guidage axial de l'équipage mobile 82 sont assurés conjointement par la suspension périphérique 87 et par une suspension centrale 90, encore appelée spider, de forme généralement annulaire, à corrugations concentriques, présentant un bord périphérique 91 par lequel le spider 90 est fixé (par collage) à un rebord 92 du saladier 78 voisin de l'embase 79, et un bord intérieur 93 par lequel le spider 90 est fixé (également par collage) au support 86 cylindrique.The centering, the elastic return and the axial guidance of the moving element 82 are provided jointly by the peripheral suspension 87 and by a central suspension 90 , also called spider, of generally annular shape, with concentric corrugations, having a peripheral edge 91 through which the spider 90 is fixed (by gluing) to a flange 92 of the salad bowl 78 adjacent to the base 79 , and an inner edge 93 through which the spider 90 is fixed (also by gluing) to the cylindrical support 86 .

L'apport du signal électrique au solénoïde 85 est réalisé de manière classique au moyen de deux conducteurs électriques (non représentés) reliant chacune des deux extrémités du solénoïde 85 à une borne du transducteur 62 où s'effectue le raccord avec un amplificateur de puissance.The contribution of the electrical signal to the solenoid 85 is conventionally made by means of two electrical conductors (not shown) connecting each of the two ends of the solenoid 85 to a terminal of the transducer 62 where the connection is made with a power amplifier.

Comme cela est illustré sur la figure 4, le transducteur d'aigu 1 est logé dans le transducteur de grave 62 en étant reçu dans un espace central frontal (c'est-à-dire du côté avant du circuit magnétique 64) délimité vers l'arrière par la face avant 71 du noyau 70, et latéralement par la paroi interne du support 86. As illustrated on the figure 4 , the acute transducer 1 is housed in the bass transducer 62 by being received in a frontal central space (that is to say on the front side of the magnetic circuit 64 ) bounded aft by the front face 71 of the core 70 , and laterally by the inner wall of the support 86.

Comme cela est représenté sur les figures 4 et 5, le transducteur d'aigu 1 peut être monté dans le transducteur de grave 62 à la fois :

  • de manière coaxiale, c'est-à-dire que l'axe A1 du transducteur de grave 62 et l'axe A2 du transducteur d'aigu 1 sont confondus,
  • de manière frontale, c'est-à-dire que le transducteur 1 est placé à l'avant du circuit magnétique 64 (autrement dit du côté du circuit magnétique 64 où s'étend la membrane 83).
As shown on the figures 4 and 5 , the acute transducer 1 can be mounted in the bass transducer 62 at a time:
  • in a coaxial manner, that is to say that the axis A1 of the bass transducer 62 and the axis A2 of the acute transducer 1 are merged,
  • frontally, that is to say that the transducer 1 is placed at the front of the magnetic circuit 64 (in other words on the side of the magnetic circuit 64 where the membrane 83 extends).

Ce montage, qualifié de « frontal » par opposition au montage à l'arrière dans lequel le transducteur est monté sur la face arrière de la culasse (cf. par exemple le brevet Tannoy US 4,164,631 ), est rendu possible grâce à la miniaturisation du transducteur d'aigus, obtenue sans réduction de la surface émissive du diaphragme 17.This assembly, described as "frontal" as opposed to rear mounting in which the transducer is mounted on the rear face of the cylinder head (see for example the Tannoy patent US 4,164,631 ), is made possible thanks to the miniaturization of the treble transducer, obtained without reduction of the emitting surface of the diaphragm 17 .

Cette miniaturisation résulte à la fois de la réalisation extra-plate et extra-large du circuit magnétique 2 (qui atteint le diamètre hors-tout du transducteur 1) et de la conception particulière du diaphragme 17 qui permet la maximisation de sa surface émissive.This miniaturization results from both the extra-flat and extra-large realization of the magnetic circuit 2 (which reaches the overall diameter of the transducer 1 ) and the particular design of the diaphragm 17 which allows the maximization of its emitting surface.

La compacité du circuit magnétique 2 (notamment sa faible épaisseur), est rendue possible par l'utilisation d'un aimant 3 permanent au néodyme-fer-bore. Toutefois, une telle compacité aurait été vaine si le diaphragme 17 avait été réalisé de manière classique, incluant une suspension périphérique.The compactness of the magnetic circuit 2 (in particular its small thickness) is made possible by the use of a permanent neodymium-iron-boron magnet 3 . However, such compactness would have been futile if the diaphragm 17 had been made in a conventional manner, including a peripheral suspension.

En effet, dans une telle configuration le diamètre de la surface rayonnante effective du diaphragme est inférieur au diamètre hors tout du diaphragme, seule une portion intérieure de la suspension intervenant dans le rayonnement acoustique, tandis que sa partie externe, assujettie à une partie fixe du transducteur, est en fait passive. Dans une telle configuration connue, le diamètre insuffisant de la surface rayonnante effective ne permet pas le montage coaxial frontal, car la réalisation d'une amorce de pavillon courte apte à être alignée avec le profil de la membrane du transducteur de grave n'est pas réalisable en pratique, dans l'espace dévolu.Indeed, in such a configuration the diameter of the effective radiating surface of the diaphragm is smaller than the overall diameter of the diaphragm, only an inner portion of the suspension involved in the acoustic radiation, while its outer portion, subject to a fixed portion of the diaphragm transducer, is actually passive. In such a known configuration, the insufficient diameter of the effective radiating surface does not allow the front coaxial mounting, because the realization of a short flag primer capable of being aligned with the profile of the diaphragm of the bass transducer is not feasible in practice, in the space devolved.

Un diaphragme du type connu présente une surface rayonnante effective inférieure à sa surface physique, et souvent insuffisante pour permettre une reproduction performante des fréquences situées dans la partie basse des aigus, ou dans le haut médium, ce qui ne permet pas au transducteur d'aigu d'assurer la jonction avec la partie supérieure du spectre reproduit par le transducteur de grave.A diaphragm of the known type has an effective radiating surface smaller than its physical surface, and often insufficient to allow efficient reproduction of frequencies located in the lower part of the treble, or in the high medium, which does not allow the acute transducer to ensure the junction with the upper part of the spectrum reproduced by the bass transducer.

A contrario, le diaphragme 17 du transducteur d'aigu 1 décrit ci-dessus, à suspension 34 interne, présente une surface rayonnante à 100%, c'est-à-dire que le diamètre de la surface rayonnante effective est égal au diamètre hors tout du diaphragme 17. Il en résulte par rapport aux diaphragmes connus à suspension périphérique un gain de surface rayonnante supérieur à 1/6 environ, soit plus de 16%.In contrast, the diaphragm 17 of the acute transducer 1 described above, with internal suspension 34 , has a 100% radiating surface, that is to say that the diameter of the effective radiating surface is equal to the outside diameter. all of the diaphragm 17 . As a result, compared with the known diaphragms with peripheral suspension, a radiant surface gain greater than about 1/6, ie more than 16%.

Ce gain permet d'abaisser la limite inférieure de la bande de fréquences reproduites par le transducteur d'aigu 1 et donc d'améliorer l'homogénéité du système 63. L'augmentation induite du diamètre de la bobine mobile 18 permet d'augmenter la sensibilité et la tenue en puissance du transducteur 1 d'un facteur proportionnel au gain de surface rayonnante (c'est-à-dire proportionnel au carré du diamètre du diaphragme 17).This gain makes it possible to lower the lower limit of the frequency band reproduced by the acute transducer 1 and thus to improve the homogeneity of the system 63 . The induced increase in the diameter of the voice coil 18 makes it possible to increase the sensitivity and the power handling of the transducer 1 by a factor proportional to the radiant surface gain (that is to say proportional to the square of the diameter of the diaphragm 17 ).

En pratique, le transducteur 1 est fixé sur le circuit magnétique 64 à l'avant de celui-ci en étant reçu dans l'espace délimité vers l'arrière par la face avant 71 du noyau 70, et latéralement par la paroi interne du support cylindrique 86, la culasse 4 du circuit magnétique 2 étant plaquée (directement ou par l'intermédiaire d'une entretoise) contre la face avant 71 du noyau 70. A cet effet, le transducteur 1 présente un diamètre hors tout inférieur au diamètre intérieur du support cylindrique 86. Toutefois il est préférable de minimiser le jeu entre le transducteur 1 et le support 86, de manière à réduire l'effet acoustique néfaste produit par la cavité annulaire ménagée entre eux. Ce jeu doit toutefois être suffisant pour éviter les frottements du support 86 sur le transducteur 1. Un jeu faible, de quelques dixièmes de millimètre (par exemple compris entre 0,2 mm et 0,6 mm) constitue un bon compromis (sur les figures 4 et 5 on a exagéré ce jeu, à des fins de clarté des dessins).In practice, the transducer 1 is fixed on the magnetic circuit 64 at the front thereof by being received in the space bounded aft by the front face 71 of the core 70 , and laterally by the inner wall of the support cylindrical 86 , the yoke 4 of the magnetic circuit 2 being plated (directly or via a spacer) against the front face 71 of the core 70 . For this purpose, the transducer 1 has an overall diameter smaller than the inside diameter of the cylindrical support 86 . However, it is preferable to minimize the clearance between the transducer 1 and the support 86 , so as to reduce the harmful acoustic effect produced by the annular cavity formed between them. This clearance must however be sufficient to avoid the friction of the support 86 on the transducer 1 . A small clearance of a few tenths of a millimeter (for example between 0.2 mm and 0.6 mm) constitutes a good compromise (on figures 4 and 5 this game has been exaggerated, for the sake of clarity of the drawings).

La tige 22 de l'endosquelette 20 est reçue dans l'alésage 72 du noyau 70, et le transducteur 1 est rigidement fixé au circuit magnétique 64 du transducteur de grave 62 au moyen d'un écrou 94 vissé sur une portion filetée de la tige 22 et serré contre la culasse 66 avec interposition éventuelle d'une rondelle, comme cela est illustré sur les figures 4 et 5.The rod 22 of the endoskeleton 20 is received in the bore 72 of the core 70 , and the transducer 1 is rigidly fixed to the magnetic circuit 64 of the bass transducer 62 by means of a nut 94 screwed onto a threaded portion of the rod. 22 and tightened against the cylinder head 66 with possible interposition of a washer, as illustrated on the figures 4 and 5 .

Outre le positionnement coaxial frontal du transducteur 1 par rapport au transducteur de grave 62, leurs géométries respectives, en particulier (mais non seulement) les épaisseurs des circuits magnétiques 2,64 et la courbure (et par conséquent la profondeur) de la membrane 83, sont de préférence adaptées pour permettre une coïncidence au moins approximative des centres acoustiques C1 et C2 des transducteurs 1,62, telle que le décalage temporel entre les rayonnement acoustique des transducteurs 1,62 soit imperceptible (on parle alors d'alignement temporel des transducteurs 1,62). Le système 63 peut alors être considéré comme parfaitement cohérent malgré la dualité des sources sonores.In addition to the front coaxial positioning of the transducer 1 relative to the bass transducer 62 , their respective geometries, in particular (but not only) the thicknesses of the magnetic circuits 2 , 64 and the curvature (and consequently the depth) of the membrane 83 , are preferably adapted to allow at least approximate coincidence of the acoustic centers C1 and C2 of the transducers 1 , 62 , such that the temporal offset between the acoustic radiation of the transducers 1 , 62 is imperceptible (this is called temporal alignment of the transducers 1 , 62 ). The system 63 can then be considered as perfectly coherent despite the duality of the sound sources.

En outre, dans le mode de réalisation illustré sur la figure 4, le positionnement axial du transducteur d'aigu 1 par rapport au transducteur de grave 62, et la géométrie du guide d'onde 44, sont tels que la membrane 83 s'étend dans le prolongement de l'amorce de pavillon 54. En d'autres termes, la tangente à l'amorce de pavillon 54 sur la bouche 56 est confondue avec la tangente à la membrane 83 sur son ouverture centrale 88. Dans cette configuration, le guide d'onde 44 et la membrane du transducteur de grave forment conjointement un pavillon complet pour le transducteur 1, et permettant aux deux transducteurs 1,62 de présenter des caractéristiques de directivité homogènes.In addition, in the embodiment illustrated on the figure 4 , the axial positioning of the acute transducer 1 with respect to the bass transducer 62 , and the geometry of the waveguide 44 , are such that the membrane 83 extends in the extension of the flag primer 54 . In other words, the tangent to the flag primer 54 on the mouth 56 is merged with the tangent to the membrane 83 on its central opening 88 . In this configuration, the waveguide 44 and the membrane of the bass transducer together form a complete horn for the transducer 1 , and allowing the two transducers 1 , 62 to have homogeneous directivity characteristics.

Dans la variante de réalisation de la figure 5, le guide d'onde 44 formant un pavillon complet est indépendant de la membrane 83 du transducteur de grave 62. Dans cette configuration, les caractéristiques de directivité des deux transducteurs 1,62 sont distinctes et peuvent être optimisées séparément, ce qui est avantageux dans certaines applications telles que les haut-parleurs de retour sur scène.In the variant embodiment of the figure 5 the waveguide 44 forming a complete horn is independent of the diaphragm 83 of the bass transducer 62 . In this configuration, the directivity characteristics of the two transducers 1 , 62 are distinct and can be optimized separately, which is advantageous in certain applications such as stage return speakers.

Le système 63 peut être monté sur tout type d'enceinte acoustique, par exemple une enceinte 95 de retour sur scène, à face frontale inclinée, comme cela est illustré à titre d'exemple sur la figure 6.The system 63 can be mounted on any type of loudspeaker, for example an on-stage return speaker 95 , with an inclined end face, as illustrated by way of example on FIG. figure 6 .

Claims (18)

  1. Electrodynamic transducer (1) comprising:
    - a magnetic circuit (2), defining an air gap (15),
    - a movable equipment (16), comprising a dome-shaped diaphragm (17) and a movable spool (1) integral with the diaphragm (17) and going down into the air gap (15);
    - a support (20), from which is suspended the movable equipment (16);
    - a suspension (34), ensuring the link between the movable equipment (16) and the support (20);
    said transducer (1) being characterised in that the suspension (34) is in the form of a ring of which an inner edge is housed in a peripheral groove (29) of the support delimited by two facing flanges (31, 32), the suspension (20) being slightly pre-stressed between the flanges (31, 32), an annular space (37) being arranged between the suspension (34) and a core (33) of the support (20), defining a radial clearance between the suspension (34) and the core (33), the suspension (34) thereby being floating with respect to the support (20), enabling a degree of radial freedom, by sliding of the suspension (34) on the flanges (31, 32).
  2. Transducer (1) according to claim 1, in which a clearance greater than 0.1 mm is arranged between the suspension (34) and the core (33) forming the bottom of the groove (29).
  3. Transducer (1) according to one of claims 1 or 2, in which the support (20) comprises a plate (21), in which the peripheral groove (29) is arranged, and a rod (22) integral with the plate (21) and through which the support (20) is attached to the magnetic circuit (2).
  4. Transducer (1) according to one of claims 1 to 3, in which the ratio between a free length and a thickness of the suspension (34) is less than 5.
  5. Transducer (1) according to one of claims 1 to 4, characterised in that the part of the suspension (34) housed in the groove (29) is of width greater than or equal to its thickness.
  6. Transducer (1) according to one of claims 1 to 5, characterised in that a pasty lubricant layer is applied on the flanges (31, 32).
  7. Transducer (1) according to one of claims 1 to 6, characterised in that the suspension (34) is made of an elastic and acoustically non-emissive material.
  8. Transducer (1) according to claim 7, in which the suspension (34) is made of a cross-linked polymer foam, such as melamine foam.
  9. Transducer (1) according to claim 7, in which in which the suspension (34) is made of a fabric or a non-woven fabric of natural or synthetic fibres, or a mixture of natural and synthetic fibres, said fibres being impregnated in a resin and thermoformed.
  10. Transducer (1) according to one of claims 1 to 9, characterised in that the suspension (34) comprises a straight inner edge (35) and a substantially truncated-cone shaped outer edge (36).
  11. Transducer (1) according to claim 10, characterised in that the suspension is attached, by its outer edge (36), on the peripheral portion (30) of the inner surface of the diaphragm (17).
  12. Transducer (1) according to one of the preceding claims, in which one at least of the walls of the air gap (15) is coated with a coat of a material with a low coefficient of friction, such as PTFE.
  13. Transducer (1) according to one of the preceding claims, in which the air gap (15) and the movable spool (18) are dimensioned in such a way that the occupancy level of the movable spool (18) in the air gap (15) is greater than or equal to 50%.
  14. Transducer (1) according to one of the preceding claims, in which the magnetic circuit (2) comprises a polar part (5) around which is positioned the movable spool (18), with between them a clearance less than a tenth of a millimetre.
  15. Transducer (1) according to one of the preceding claims, in which a lubricant is interposed between the suspension (34) and the support (20).
  16. Coaxial loudspeaker system (63) with at least two channels comprising a bass transducer (62) designed for the reproduction of bass and/or medium, and an electrodynamic transducer (1) according to one of the preceding claims, designed for the reproduction of treble.
  17. System (63) according to claim 16, in which the treble transducer (1) is mounted in a coaxial and frontal manner with respect the bass transducer (62).
  18. Speaker cabinet (95) comprising a transducer (1) according to one of claims 1 to 15, or a system (63) according to one of claims 16 or 17.
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